Spring Boot + Redis 解決陪玩平臺原始碼重複提交問題

雲豹科技程式設計師發表於2021-12-15
Spring BootRedis原始碼

前言

在實際的陪玩平臺原始碼開發中,一個對外暴露的介面往往會面臨很多次請求，我們來解釋一下冪等的概念：任意多次執行所產生的影響均與一次執行的影響相同。
按照這個含義，最終的含義就是 對資料庫的影響只能是一次性的，不能重複處理。如何保證陪玩平臺原始碼介面的冪等性，通常有以下手段：

1、資料庫建立唯一性索引，可以保證最終插入資料庫的只有一條資料。

2、token機制，每次介面請求前先獲取一個token，然後再下次請求的時候在請求的header體中加上這個token，後臺進行驗證，如果驗證通過刪除token，下次請求再次判斷token。

3、悲觀鎖或者樂觀鎖，悲觀鎖可以保證每次for update的時候其他sql無法update資料(在資料庫引擎是innodb的時候,select的條件必須是唯一索引,防止鎖全表)

4、先查詢後判斷，首先通過查詢陪玩平臺原始碼資料庫中是否存在資料，如果存在證明已經請求過了，直接拒絕該請求，如果沒有存在，就證明是第一次進來，直接放行。

redis 實現自動冪等的原理圖：

在這裡插入圖片描述

搭建 Redis 服務 API

1、首先是在陪玩平臺原始碼中搭建redis伺服器。

2、引入springboot中到的redis的stater，或者Spring封裝的jedis也可以，後面主要用到的api就是它的set方法和exists方法,這裡我們使用springboot的封裝好的redisTemplate。

/**
 * redis工具類
 */@Componentpublic class RedisService {
    @Autowired    private RedisTemplate redisTemplate;
    /**
     * 寫入快取
     * @param key
     * @param value
     * @return
     */
    public boolean set(finalString key, Object value) {
        boolean result = false;
        try {
            ValueOperations<Serializable, Object> operations = redisTemplate.opsForValue();
            operations.set(key, value);
            result = true;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return result;
    }
    /**
     * 寫入快取設定時效時間
     * @param key
     * @param value
     * @return
     */
    public boolean setEx(finalString key, Object value, Long expireTime) {
        boolean result = false;
        try {
            ValueOperations<Serializable, Object> operations = redisTemplate.opsForValue();
            operations.set(key, value);
            redisTemplate.expire(key, expireTime, TimeUnit.SECONDS);
            result = true;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return result;
    }
    /**
     * 判斷快取中是否有對應的value
     * @param key
     * @return
     */
    public boolean exists(finalString key) {
        return redisTemplate.hasKey(key);
    }
    /**
     * 讀取快取
     * @param key
     * @return
     */
    public Objectget(finalString key) {
        Object result = null;
        ValueOperations<Serializable, Object> operations = redisTemplate.opsForValue();
        result = operations.get(key);
        return result;
    }
    /**
     * 刪除對應的value
     * @param key
     */
    public boolean remove(finalString key) {
        if (exists(key)) {
            Boolean delete = redisTemplate.delete(key);
            return delete;
        }
        returnfalse;
    }}

自定義註解 AutoIdempotent

在陪玩平臺原始碼中自定義一個註解，定義此註解的主要目的是把它新增在需要實現冪等的方法上，凡是某個方法註解了它，都會實現自動冪等。陪玩平臺原始碼後臺利用反射如果掃描到這個註解，就會處理這個方法實現自動冪等，使用元註解ElementType.METHOD表示它只能放在方法上，etentionPolicy.RUNTIME表示它在執行時。

@Target({ElementType.METHOD})@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)public @interface AutoIdempotent {}

token 建立和檢驗

token服務介面：在陪玩平臺原始碼中新建一個介面，建立token服務，裡面主要是兩個方法，一個用來建立token，一個用來驗證token。建立token主要產生的是一個字串，檢驗token的話主要是傳達request物件，為什麼要傳request物件呢？主要作用就是獲取header裡面的token,然後檢驗，通過丟擲的Exception來獲取具體的報錯資訊返回給前端。

publicinterface TokenService {
    /**
     * 建立token
     * @return
     */
    public  String createToken();
    /**
     * 檢驗token
     * @param request
     * @return
     */
    public boolean checkToken(HttpServletRequest request) throws Exception;}

token的服務實現類：token引用了陪玩平臺原始碼中的redis服務，建立token採用隨機演算法工具類生成隨機uuid字串,然後放入到redis中(為了防止資料的冗餘保留,這裡設定過期時間為10000秒,具體可視業務而定)，如果放入成功，最後返回這個token值。checkToken方法就是從header中獲取token到值(如果header中拿不到，就從paramter中獲取)，如若不存在,直接丟擲異常。這個異常資訊可以被攔截器捕捉到，然後返回給陪玩平臺原始碼前端。

@Service
publicclass TokenServiceImpl implements TokenService {
    @Autowired    private RedisService redisService;
    /**
     * 建立token
     *
     * @return
     */
    @Override    public String createToken() {
        String str = RandomUtil.randomUUID();
        StrBuilder token = new StrBuilder();
        try {
            token.append(Constant.Redis.TOKEN_PREFIX).append(str);
            redisService.setEx(token.toString(), token.toString(),10000L);
            boolean notEmpty = StrUtil.isNotEmpty(token.toString());
            if (notEmpty) {
                return token.toString();
            }
        }catch (Exception ex){
            ex.printStackTrace();
        }
        returnnull;
    }
    /**
     * 檢驗token
     *
     * @param request
     * @return
     */
    @Override    public boolean checkToken(HttpServletRequest request) throws Exception {
        String token = request.getHeader(Constant.TOKEN_NAME);
        if (StrUtil.isBlank(token)) {// header中不存在token
            token = request.getParameter(Constant.TOKEN_NAME);
            if (StrUtil.isBlank(token)) {// parameter中也不存在token
                thrownew ServiceException(Constant.ResponseCode.ILLEGAL_ARGUMENT, 100);
            }
        }
        if (!redisService.exists(token)) {
            thrownew ServiceException(Constant.ResponseCode.REPETITIVE_OPERATION, 200);
        }
        boolean remove = redisService.remove(token);
        if (!remove) {
            thrownew ServiceException(Constant.ResponseCode.REPETITIVE_OPERATION, 200);
        }
        returntrue;
    }}

攔截器的配置

web配置類，實現WebMvcConfigurerAdapter，主要作用就是新增autoIdempotentInterceptor到配置類中，這樣我們到攔截器才能生效，注意使用@Configuration註解，這樣在容器啟動是時候就可以新增進入context中。

@Configuration
publicclass WebConfiguration extends WebMvcConfigurerAdapter {
    @Resource   private AutoIdempotentInterceptor autoIdempotentInterceptor;
    /**
     * 新增攔截器
     * @param registry
     */
    @Override    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(autoIdempotentInterceptor);
        super.addInterceptors(registry);
    }}

攔截處理器：主要的功能是攔截掃描到AutoIdempotent到註解到方法,然後呼叫tokenService的checkToken()方法校驗token是否正確，如果捕捉到異常就將異常資訊渲染成json返回給陪玩平臺原始碼前端。

/**
 * 攔截器
 */@Component
publicclass AutoIdempotentInterceptor implements HandlerInterceptor {
    @Autowired    private TokenService tokenService;
    /**
     * 預處理
     *
     * @param request
     * @param response
     * @param handler
     * @return
     * @throws Exception
     */
    @Override    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        if (!(handler instanceof HandlerMethod)) {
            returntrue;
        }
        HandlerMethod handlerMethod = (HandlerMethod) handler;
        Method method = handlerMethod.getMethod();
        //被ApiIdempotment標記的掃描
        AutoIdempotent methodAnnotation = method.getAnnotation(AutoIdempotent.class);
        if (methodAnnotation != null) {
            try {
                return tokenService.checkToken(request);// 冪等性校驗, 校驗通過則放行, 校驗失敗則丟擲異常, 並通過統一異常處理返回友好提示
            }catch (Exception ex){
                ResultVo failedResult = ResultVo.getFailedResult(101, ex.getMessage());
                writeReturnJson(response, JSONUtil.toJsonStr(failedResult));
                throw ex;
            }
        }
        //必須返回true,否則會被攔截一切請求
        returntrue;
    }
    @Override    public void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, ModelAndView modelAndView) throws Exception {
    }
    @Override    public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception {
    }
    /**
     * 返回的json值
     * @param response
     * @param json
     * @throws Exception
     */
    private void writeReturnJson(HttpServletResponse response, String json) throws Exception{
        PrintWriter writer = null;
        response.setCharacterEncoding("UTF-8");
        response.setContentType("text/html; charset=utf-8");
        try {
            writer = response.getWriter();
            writer.print(json);
        } catch (IOException e) {
        } finally {
            if (writer != null)
                writer.close();
        }
    }}

測試用例

在陪玩平臺原始碼中模擬業務請求類，首先我們需要通過/get/token路徑通過getToken()方法去獲取具體的token，然後我們呼叫testIdempotence方法，這個方法上面註解了@AutoIdempotent，攔截器會攔截所有的請求，當判斷到處理的方法上面有該註解的時候，就會呼叫TokenService中的checkToken()方法，如果捕獲到異常會將異常丟擲呼叫者，下面我們來模擬請求一下：

@RestController
publicclass BusinessController {
    @Resource    private TokenService tokenService;
    @Resource    private TestService testService;
    @PostMapping("/get/token")
    public String  getToken(){
        String token = tokenService.createToken();
        if (StrUtil.isNotEmpty(token)) {
            ResultVo resultVo = new ResultVo();
            resultVo.setCode(Constant.code_success);
            resultVo.setMessage(Constant.SUCCESS);
            resultVo.setData(token);
            return JSONUtil.toJsonStr(resultVo);
        }
        return StrUtil.EMPTY;
    }
    @AutoIdempotent
    @PostMapping("/test/Idempotence")
    public String testIdempotence() {
        String businessResult = testService.testIdempotence();
        if (StrUtil.isNotEmpty(businessResult)) {
            ResultVo successResult = ResultVo.getSuccessResult(businessResult);
            return JSONUtil.toJsonStr(successResult);
        }
        return StrUtil.EMPTY;
    }}

使用postman請求，首先訪問get/token路徑獲取到具體到token：

在這裡插入圖片描述

利用獲取到到token,然後放到具體請求到header中,可以看到第一次請求成功，接著我們請求第二次：

在這裡插入圖片描述

第二次請求，返回到是重複性操作，可見重複性驗證通過，再多次請求到時候我們只讓其第一次成功，第二次就是失敗：

在這裡插入圖片描述

總結

本篇部落格介紹了使用springboot和攔截器、redis來優雅的實現介面冪等，對於冪等在陪玩平臺原始碼實際的開發過程中是十分重要的，因為一個介面可能會被無數的客戶端呼叫，如何保證其不影響後臺的業務處理，如何保證其隻影響資料一次是非常重要的，它可以防止產生髒資料或者亂資料，也可以減少併發量，實乃十分有益的一件事。而傳統的做法是每次判斷資料，這種做法不夠智慧化和自動化，比較麻煩。而今天的這種自動化處理也可以提升陪玩平臺原始碼的伸縮性。

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